您不需要将 BB 置于发射器和检测器之间的中心

可以将光电晶体管用作模拟传感器而不是开关（我怀疑您目前正在这样做）。即使您的物品没有完全阻挡光线，它也会改变管道占用区域的光线。使用您的光电晶体管产生电压，必要时放大或缓冲，并将输出发送到微分放大器。每当光强度发生变化时，这应该会产生一个非零电压。假设您的系统两端都关闭（并且您的气枪没有明显的枪口闪光），这应该只在子弹穿过该区域时发生。

光幕的一些想法

还要考虑到您的问题类似于光幕解决的问题，但规模较小。在你的上一张图中，它特别相似，有多个传感器。可以从光幕中借鉴一些技巧：

• 矩形光幕比其他形状更容易设计和组装。假设您已将管道设计得足够大，子弹周围的气流不成问题，您可以在管道末端放置包含扁平 PCB 的盒子，用于安装发射器和检测器。这比在管道上钻孔和在各处铺设电线要容易得多，也更坚固。

• 通过扫描发射器并检查每个探测器，您的分辨率可以显着提高。这会将您的扫描模式从一行行（然后需要相距 <6mm）更改为每个检测器和每个发射器之间的行。您需要检查形成的图案是否没有留下间隙孔，例如紧邻发射器或检测器（尽管这些可以通过将检测器和发射器隔得更远来简单地去除）。请注意，您需要快速扫描；限制因素可能是您的光电晶体管，其上升和下降时间约为 10 微秒。为了逃避检测，一个 6 毫米的物体需要在以下位置行进：

  \$ \frac{6~\mathrm{mm}}{10~\mathrm{{\mu}s}} \约 2000 \mbox{ 英尺每秒} \$

  我希望这比你的气枪快得多。

关于您的来源的另一个问题：

我不知道我使用的是哪种 IR LED（商店里的推销员也不知道——他告诉我这些是遥控器通用的，比如电视或 DVD 控制器）。

不就是不。实体店和现实生活中的销售人员只有在以下情况下才有用：（1）您正处于荒谬的时间紧缩状态，不能等到第二天才能收到您的零件，或者（2）他们为产品增加了价值。您没有时间紧迫，而且您的销售人员对商品一无所知，因此我强烈建议您开始寻找信誉良好的在线分销商，如 Mouser 和 Digikey，它们将提供数据表和原厂零件。

此外，您对 5 个 IR 发射器的报价为 12 美元（请注意，LED 仅发射可见光，因此在技术上称它们为 IR LED 是不正确的，它们被称为“红外发射器”）和 5 个光电晶体管是荒谬的。IR 发射器每个约 0.15 美元，光电晶体管每个约 0.30 美元，因此您的 5 件设置应该是 2.25 美元。还要注意，这些报价是针对少量通孔零件的：如果您购买卷盘或使用更便宜的 SMD 零件，LED 和光电晶体管的价格都不应超过 0.10 美元。

编辑

要在发射器和检测器的各种可能配置之间做出决定，请通过您要检查的每一对绘制视线，如下所示：

左边的在中心更密集，而右边则使用大量的视线来检查极端外围。由于您没有使用像光幕这样的安全关键应用程序，您不能偶尔错过一个物体，并且因为您的物体应该集中在中心（如果它们碰到边），我建议左边的。

也就是说，两者都将难以制造。我仍然建议使用如下所示的矩形排列：

此图描述了包含微控制器和连接器的顶部主板，用于电源、接地和检测到物体时发出的脉冲，子卡安装在直角连接器上。这会在发射器/检测器对之间创建 32/5 = 6.4mm 的间距，而无需检查对角线，将计数从 5 增加到 6 或 8（这很容易）将允许您进行简单的线性扫描。

考虑到发射器和检测器的电路基本相同（并且密度/复杂性低），您可能可以使所有三个电路板在物理上相同，并简单地以不同方式填充它们以节省资金。对于主板，板顶部的 SSOP 或 SOIC 微控制器，将 I/O 从两侧运行到 0.1" 孔，用于直角接头。对于子卡，放置一排发射器/检测器封装（它们'很容易在机械相同的封装中找到，例如 Kingbright APT2012F3C/AA3021P3S 对）和底部的电阻器，然后将连接返回到接头。一些焊接跳线足以制作任何一种类型的电路板，如下所示原理图，或者您可以花哨地将电路板的一端连接到发射器，另一端连接到探测器。

同样，我强烈建议在此阶段认真考虑可制造性设计！您不希望最终得到一堆无法可靠组装的组件，特别是如果您有很长的交货时间，如所示。早期投入的一点努力可以在以后节省大量的努力。

编辑#2：拟议设计的示意图

我在这个设计中使用了ATtiny40，有多种控制器可供使用。对不起，外面的网络乱七八糟，我正在尝试一个整洁的新在线编辑器（单击图像打开它），它还没有总线。

一种可能最终更便宜、更简单的方法是使用激光。正如 Kevin 所说，在矩形管中制作光幕比在圆形管中更容易。通过在内部粘合镜子或通过超级抛光使管的内部具有反射性。然后将激光瞄准管中的一个孔，使其在击中光电晶体管之前反弹多次。只要没有足够大的孔让球通过，那么您就可以保证检测到它（在圆形外壳中您可能需要比我绘制的更多的反弹）。

另一种更接近您现在使用的传感方法是反转事物。与其让 LED 照在光电晶体管上，而球会切断信号，为什么不安排它让光电晶体管检测球反射的光呢？

排列 LED，使光电晶体管上没有光。使 LED 非常亮。当球通过 LED 时，它会在光照下发出明亮的光，并在光电晶体管处检测到一个小信号。

到目前为止，该线程中建议的大多数检测器似乎都在数字域中运行，需要子弹充分阻挡光束以触发数字输出。因为发射器和检测器可以设置为检测来自经过的子弹或其阴影的反射光脉冲。我建议光电检测器应该是模拟运行，工作在饱和水平以下，交流耦合到 OOK 运算放大器检测器。

使用 OOK 检测器的优点是过滤背景噪声，为阈值检测器比较器提供偏置电平，使检测器对输入信号的微小变化非常敏感。任何高于背景水平的亮度突然小变化都会触发数字输出。通过仔细选择输入高通滤波器和偏置低通滤波器的时间常数，应该可以根据与经过的射弹相关的光变化特征来调整整体探测器响应，滤除大部分背景噪声由环境光水平的缓慢变化引起。

因此，检测器的高增益可用于将光水平的轻微变化转换为所需的数字脉冲。我建议构建这样一个系统的第一步是通过将交流耦合示波器连接到以跟随器配置连接的光电晶体管进行实验，并研究发射器 LED 和光电探测器在管中的最佳位置布置，从而产生来自经过子弹的反射或阴影的最大信号。

在不知道弹丸和管内壁的 IR 反照率的情况下，不可能推荐哪种布置会产生最佳效果。我怀疑最大的信噪比可能是通过检测经过子弹的背散射闪光来获得的，但这需要管的反照率非常低，而子弹的反照率要高。

我建议发射器和接收器都应该选择具有最宽的视角，对象是在管子上产生一个扇形光，以最大化检测区域。常识表明，弹丸横截面与管子横截面之比越大，阴影产生的信噪比就越高。

灯管的作用是尽可能减少环境光对探测器的影响。如果来自 IR 发射器的光占主导地位，则应该可以调整 IR 发射器的输出以将检测器偏置到其最敏感的线性操作区域，即检测器响应曲线上最大斜率的点。

通过用光电二极管（例如 BPX65 和高速运算放大器）代替简单的光电晶体管，可以进一步提高检测器的速度、灵敏度和噪声抑制性能。有许多电路使用电压反馈来保持光电二极管两端的直流偏置电压恒定。这提高了检测器的速度，因为光电流不用于为二极管内部电容充电。这种电路通常由无线电爱好者使用，他们正在探索远程、视线、光通信，使用低 IF 调制的子载波对 LED 光进行小幅度调制。在这种情况下，AM 调制指数通常小于 10%，通常为 5%。我怀疑这类似于可能预期由经过的子弹产生的 AM 信号，

考虑探测器和发射器的最佳光学布置。我相信探测器和发射器的光应该被准直以在管子上产生平行光束。这可以通过将检测器和发射器放置在面对抛物面反射器的相反焦点来实现。这应该会导致 IR 光的交叉和平行光束穿过管中心线。

由于将管成形为所需的抛物线轮廓是不切实际的，因此可以通过切入管壁的狭缝将具有抛物线反射器边缘轮廓成形的两块厚塑料片插入管的相对侧壁中来产生这种布置。嵌件的抛物线形边缘覆盖有 Fablon 镜面反光带。所需的抛物线轮廓可以通过在激光打印纸上打印所需的曲线并将其转移到半英寸厚的 uPVC 塑料片材上作为切割模板标记来产生。与仅使用管的圆形轮廓相比，这种理想的光学布置提供了多少改进是实验或详细计算的主题。

只是为了扩大答案。有一个适用于 Windows Phone 用户 Wp7 的应用程序。Wp 7.5 Wp7.8 和 Wp8。这个应用程序叫做CronoPhone（不是chrono，但没有“h”）它是一个很棒的气枪应用程序，带有计算器和stuf......

但它也有一个详细的指南，描述了如何制作你正在使用的计时码表硬件。此外，它还有一个软件，它使用手机麦克风采样器从接收器中找到模拟尖峰......然后计算 MpS的子弹。如果您想要 FPS 使用应用程序中的计算器...

希望我有帮助。记住它叫做 CronoPhone（在 Chrono 中没有“h”）......